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《华中农业大学》 2010年
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水蚀导致的土壤储水和导水变化对红壤季节性干旱的影响

魏强  
【摘要】: 红壤丘岗区坡地春夏水蚀和夏秋季节性干旱严重阻碍了其发展和利用。水蚀改变了红壤的储水能力,导致雨季带入旱季的含水量和储水量减小,同时使旱季的导水性能下降,阻碍深层水分上升,加剧了干旱的发展。本文以红壤坡耕地为研究对象,在种植作物的条件下观测作物(CK)、作物+带状牧草(B)、’作物+稻草覆盖(S)、作物+聚丙烯酰胺表施(PAM)、作物+聚丙烯酰胺表施+稻草覆盖(SPAM)、作物+带状牧草+聚丙烯酰胺表施(BPAM)6种处理土层间的含水量和储水量的动态变化,并对干旱时期红壤根区水分运动通量进行数值模拟,研究储水和导水性变化对红壤季节性干旱的作用机理和影响程度。所得的主要研究结果如下: 1、各水蚀阻断措施土壤含水量和储水量存在显著差异。持续干旱时期0-8cm和8-15cm土层的储水量降低速度快,而15-30cm和30-45cm土层的储水量降低速度慢,但波动更大。降雨期间稻草覆盖和PAM表施能够使表层(0-8cm和8-15cm)储存较多的水分,而对于深层(15-30cm和30-45cm)的作用则不明显,带状牧草对于表层的储水效果相对较差;降雨时期15-30cm和30-45cm土层各处理间的储水量相差不大,各处理的储水量均达到或接近土层最大储水量。这说明雨季使得深层的储水量达到或接近了饱和的状态,即使采取了保水措施,对深层储水的影响也较小 2、各水蚀阻断措施均能改变土壤的储水性质和导水性质。降雨期间稻草覆盖和PAM表施能够增加土层间的最大有效储水量,而对于深层的作用则不明显;干旱时期稻草覆盖能够保持土壤中的有效储水量,但主要作用在表层。PAM表施和带状牧草对于增加表层土壤的导水性能不如稻草覆盖,并随着土壤水吸力的降低,这种差异逐渐增大。该结果表明稻草覆盖能够有效地增加雨季和旱季时期土壤表层的储水和导水性质。 3.、降雨后的连续干旱时期,各水蚀阻断措施土层间的水分运动向上通量都会逐步呈现出一个抛物线趋势。稻草覆盖能够有效提高土层间的水分运动向上通量,而其他措施则相对不明显。降雨后当各土层的含水量较高时,随着表土蒸发,15cm-25cm土层储水能够有效补偿表土蒸发的水分损失,但25cm-35cm土层对15cm-25cm土层水分补给能力逐渐减弱,从而形成了土层间水分补给的断层。持续干旱时期当各层土壤含水量相对较低时,15cm-25cm土层储水不能够有效的补偿表土蒸发所带来的水分损失,虽然25cm-35cm土层对15cm-25cm土层水分补给有所增加,但并不能有效缓解15-25cm土层的水分损失,从而加剧了作物的干旱。因此,提高红壤深层导水能力防御季节性干旱要突破的关键之一。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S157

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